自大流行以來(lái)，我們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)或經(jīng)歷過(guò)供應(yīng)鏈問(wèn)題如何影響企業(yè)。 然而，其中一個(gè)問(wèn)題，即全球芯片短缺，甚至在大流行之前就已經(jīng)開(kāi)始了。 當(dāng)美國(guó)在 2019 年對(duì)華為實(shí)施出口禁令時(shí)，一些中國(guó)公司開(kāi)始囤積芯片，因?yàn)樗麄兒ε旅媾R被列入美國(guó)實(shí)體清單的類似挑戰(zhàn)。

2021 年第 1 季度全球半導(dǎo)體銷售額比 2020 年第 1 季度增長(zhǎng) 18%，2021 年第 2 季度比 2020 年第 2 季度增長(zhǎng) 29%，2021 年第 3 季度比 2020 年第 3 季度增長(zhǎng) 28%。需求創(chuàng)歷史新高。政府強(qiáng)制實(shí)施的封鎖迫使幾家晶圓廠暫時(shí)關(guān)閉。

一些好消息：需求上升

大流行導(dǎo)致更多的人在家工作。大量公司購(gòu)買了筆記本電腦、耳機(jī)、麥克風(fēng)等，因此增加了消費(fèi)電子產(chǎn)品的需求。隨著每個(gè)人都在家工作，網(wǎng)絡(luò)/基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)必須擴(kuò)展。服務(wù)器被購(gòu)買或“咆哮”（AWS、Azure、GCP），這導(dǎo)致所有主要的數(shù)據(jù)中心和在本地運(yùn)行的公司購(gòu)買更多的服務(wù)器硬件。

為什么汽車行業(yè)受到重創(chuàng)

由于 COVID-19 導(dǎo)致需求前景悲觀，汽車制造商決定在 2020 年第 1 季度和 2020 年第 2 季度取消芯片訂單。隨著該行業(yè)的需求猛增，代工廠和 IDM 的這種“釋放”的晶圓產(chǎn)能很快被消費(fèi)電子公司的訂單填滿。當(dāng)汽車需求增長(zhǎng)快于預(yù)期時(shí)，汽車制造商很快就會(huì)用完芯片，因?yàn)樗麄兊募磿r(shí)供應(yīng)鏈模式通常會(huì)試圖避免庫(kù)存。這種情況只會(huì)加劇全球芯片短缺。

前端和后端制造依賴于數(shù)百種不同的化學(xué)品和材料。缺乏一種化學(xué)品會(huì)在整個(gè)價(jià)值鏈中產(chǎn)生多米諾骨牌效應(yīng)，并可能中斷整個(gè)制造過(guò)程。

擴(kuò)大現(xiàn)有晶圓廠（后端或前端）的產(chǎn)能比建造新晶圓廠要快得多。這可以在 18 個(gè)月而不是 3 年內(nèi)完成）。然而，某些類型的制造設(shè)備的供應(yīng)限制確實(shí)對(duì)短期產(chǎn)能擴(kuò)張構(gòu)成挑戰(zhàn)。

德克薩斯州極端天氣的影響

2021年2月，三星、恩智浦和英飛凌因特大暴風(fēng)雪導(dǎo)致德克薩斯州奧斯汀停電，不得不暫停工廠運(yùn)營(yíng)數(shù)周，導(dǎo)致生產(chǎn)損失和數(shù)億美元的收入損失。

停電不僅損壞了制造設(shè)備，還損壞了設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施中的組件，這些組件預(yù)計(jì)將持續(xù)設(shè)施的使用壽命。由于以下原因，半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)很容易受到影響：

1.  高度分工（高度專業(yè)化）。
2.  高資本投資/進(jìn)入壁壘（5nm 制造為 20B 美元）。
3.  利用率高。一旦你開(kāi)始制造，你需要讓它大量運(yùn)行以賺錢，切換/來(lái)回切換是非常糟糕/昂貴的。
4.  半導(dǎo)體制造是研發(fā)支出最高的行業(yè)之一。
5.  制造時(shí)間長(zhǎng)。一個(gè)芯片有 1500 個(gè)步驟，包含數(shù)百個(gè)變量（從開(kāi)始到結(jié)束大約需要 20 周）。
6.  跨國(guó)性。所有上述和材料/供應(yīng)品分布在許多國(guó)家。
7.  強(qiáng)大的供應(yīng)商鎖定。

全球芯片短缺的多重因素

總之，造成全球芯片短缺的原因是多方面的。從一開(kāi)始，一些中國(guó)公司就出于對(duì)美國(guó)外交政策和關(guān)系的擔(dān)憂，開(kāi)始囤積芯片。然后，當(dāng)大流行開(kāi)始并帶來(lái)在家工作的轉(zhuǎn)變時(shí)，對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品和服務(wù)器硬件的需求大幅增加。

與此同時(shí)，許多工廠被迫關(guān)閉以防止疾病傳播。由于汽車需求的恢復(fù)速度快于預(yù)期，供應(yīng)無(wú)法跟上，特別是因?yàn)樾略O(shè)施可能需要長(zhǎng)達(dá) 3 年的時(shí)間才能建成。最后，由于暴風(fēng)雪導(dǎo)致德克薩斯州停電，美國(guó)的工廠運(yùn)營(yíng)暫停了數(shù)周。這甚至沒(méi)有捕捉到起作用的因素的程度，但它確實(shí)開(kāi)始描繪出一個(gè)為效率而不是彈性而構(gòu)建的大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)如何難以從如此集中的壓力中恢復(fù)過(guò)來(lái)。幸運(yùn)的是，需求仍在上升，IBM 等公司正在通過(guò)建造更多設(shè)施來(lái)應(yīng)對(duì)。